基于眼生物力學(xué)性能的散光性角膜切開術(shù)有限元分析.pdf

1、目的:
　　建立散光性角膜切開術(shù)的有限元生物力學(xué)模型，模擬散光性角膜切開術(shù)預(yù)測其矯正角膜散光的作用。初步研究各項手術(shù)參數(shù)對術(shù)后角膜形態(tài)改變、應(yīng)力分布及散光矯正量的影響，為散光性角膜切開術(shù)的臨床應(yīng)用提供理論支持，為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。
　　方法:
　　利用Rhinoceros三維幾何模型軟件，計算前表面兩主子午線上的角膜曲率值，建立定量的散光角膜模型。設(shè)置不同的切口半徑、切割深度、切口弧長等手術(shù)參數(shù)，模擬散光性角膜切開術(shù)。

2、將Rhinoceros所建立的散光性角膜切開術(shù)模型利用SAT文件接口導(dǎo)入Abaqus有限元分析軟件。在Abaqus中對模型設(shè)置彈性模量及泊松比定義材料屬性，選擇角膜內(nèi)表面加載均勻的壓強模擬眼內(nèi)壓對角膜的作用力，設(shè)置模型邊緣為不可移動模擬角鞏緣處的角膜受力情況，選擇四面體單元，進行網(wǎng)格自動劃分，最終提交軟件進行有限元分析。得到模擬散光性角膜切開術(shù)后的角膜形態(tài)，各節(jié)點坐標、應(yīng)力及位移情況。根據(jù)最小均方差的原理，利用節(jié)點坐標擬合計算得到術(shù)后角

3、膜散光值。
　　結(jié)果:
　　建立起了基于角膜生物力學(xué)性能的散光性角膜切開術(shù)有限元模型。對于術(shù)后角膜，在切口邊緣及切口底部可見明顯的應(yīng)力集中，隨著切口半徑、切割深度及切口弧長的增加，術(shù)后角膜應(yīng)力最大值并未見相應(yīng)的規(guī)律變化。術(shù)后角膜前后表面隆起度增加，前后表面稍向前凸起。隨著切口半徑、切割深度及切口弧長的增加，前后表面頂點位移均相應(yīng)增加，呈正相關(guān)的關(guān)系。相同的手術(shù)參數(shù)設(shè)置下，后表面頂點隆起度比前表面大。術(shù)后角膜陡峭子午線上屈光力

4、減小，平坦子午線上屈光力增大，術(shù)后角膜散光值減少，角膜整體呈“球面化”改變。切口弧長分別為30°、45°、60°及90°時，可分別矯正0.85D、1.59D、2.23D、及3.06D的散光值，兩者呈正相關(guān)。
　　結(jié)論:
　　1.建立了具有可操作性的基于角膜生物力學(xué)性能的散光性角膜切開術(shù)有限元模型。
　　2.散光性角膜切開術(shù)對角膜生物力學(xué)的表現(xiàn)有一定影響，隨著切口半徑、切割深度及切口弧長的增加，角膜前后表面形變增加。